天文學家提出用太陽放大信號實現星際通信，三體再現？

未來，如果人類想把探測器送往太陽系附近的恒星系統并保持聯系，首先將需要解決一個重大問題——星際通信。在浩瀚的宇宙中，即使是最集中的信號也會慢慢地擴散到巨大的空間之中。科學家估算，如果從距離太陽最近的恒星（比鄰星，約4.24光年）向地球發送功率一瓦的信號，需要一座口徑超過50公里的射電望遠鏡才能接收到。

在40年前，旅行者1號攜帶一臺22.4瓦的發射器離開了地球。目前，旅行者1號已經飛到太陽系的邊緣，即將進入星際空間（或者已經進入），它距離地球138個天文單位或者0.002光年。

旅行者1號從如此遙遠的距離傳送回的信號會大幅度衰減，當信號到達地球時僅有十億億分之一瓦，需要一座口徑70米的望遠鏡才能收集到足夠強的信號。即便如此，探測器也只能以每秒160比特的速度緩慢地傳回數據。

如果想要獲得從比鄰星傳送過來的高品質數據、圖像，甚至是視頻，則需要一座小型國家大小的望遠鏡。這是非常不現實的，天文學家只能另辟蹊徑。

愛因斯坦的廣義相對論預言，物體會彎曲周圍的時空，質量越大，扭曲作用就越強。這一預言早已被證實，天文學家利用星系強大的引力作為透鏡，來放大遙遠距離的星光，甚至還用來計算恒星的質量。

當然，太陽也會彎曲從其旁邊經過的光線。因此，我們可以利用太陽的引力來放大星際探測器傳回的信號，這樣無需在地面上安裝超大型的望遠鏡，或者大幅提升探測器的功率。這種技術與《三體》描繪的不同，后者是直接把太陽本身作為信號放大器。

不過，此前有分析推測，太陽的日冕可能會帶來很多噪音。但天體物理學家Michael Hippke的最新研究表明，這樣的計劃仍然是可行的。

通過計算發現，利用太陽引力透鏡的1米望遠鏡可以達到與傳統9至45公里望遠鏡相同的數據接收速率。如果利用39米的地面望遠鏡，星際探測器的發射功率需要達到百萬瓦特，這是非常不現實的。此外，使用太陽作為引力透鏡的衛星不需要任何的技術進步。

兩年前，飛掠冥王星的新地平線號探測器收集到了6.25 G的數據，而將這些數據傳回地球需要一年半的時間，傳輸速度極其緩慢。如果未來發射星際探測器去往遙遠的太空，我們當然希望能夠盡早地接收完數據，早點領略到太陽系外的世界，而不是等上一生的時間。

發表于 2017-07-01 00:00
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